KR101123904B1 - Polypropylene resin composition and molded article prepared therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 (A) 아이소택틱 지수(I.I, Isotactic Index)가 97% 이상인 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체, 및 (B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형품에 관한 것이다. The present invention relates to a polypropylene resin composition, in particular (A) isotactic index (II, Isotactic Index) of 97% or more high crystalline α-olefin-propylene copolymer, and (B) high melt strength polypropylene resin It relates to a polypropylene resin composition comprising and a molded article produced therefrom.
본 발명에 따르면 강성 및 내마모성을 향상시켜 내열성 및 내마모성이 우수한 플라스틱 캡용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용한 우수한 물성의 성형품을 제공한다.The present invention provides a polypropylene resin composition for plastic caps having excellent heat resistance and abrasion resistance by improving rigidity and wear resistance, and molded articles having excellent physical properties using the same.
폴리프로필렌, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체, 고용융장력 폴리프로필렌 수지, 캡, 강성, 내마모성 Polypropylene, highly crystalline α-olefin-propylene copolymer, high melt strength polypropylene resin, cap, stiffness, wear resistance
Description
본 발명은 폴리프로필렌 수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강성 및 내마모성이 우수한 플라스틱 캡 제조용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조되는 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a polypropylene resin composition, and more particularly to a polypropylene resin composition for producing a plastic cap excellent in rigidity and wear resistance, and a molded article produced using the same.
친환경 측면과 재활용에 대한 관심 확대로 인하여, 각종 음료용기에 사용되는 병뚜껑 소재의 플라스틱화가 진행되고 있다. 현재도 금속과 플라스틱이 병행하여 사용 중이나 금속의 경우, 소비자들이 용기와 뚜껑을 잘 분리하여 배출하지 않는 관계로, 재활용 시 추가적인 선별장비 등이 요구되고 있는 등의 문제점이 있다.Due to the expansion of interest in environmental aspects and recycling, plasticization of bottle cap materials used for various beverage containers is being progressed. Currently, metals and plastics are being used in parallel, but in the case of metals, consumers do not separate the containers and the lids well, and there is a problem that additional sorting equipment is required for recycling.
이에 금속을 대체할 수 있는 플라스틱을 이용한 병뚜껑 소재의 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 특히, 가공성, 기계적 물성, 외관, 내구성 및 경제성 등이 우수하며, 재활용에도 적합한 폴리올레핀 계열 수지를 이용한 기술이 활발히 개발되고 있다. 이 중에 폴리프로필렌 수지는 성형성 및 내약품성이 뛰어나며 가격대비 우수한 기계적 물성을 지니고 있어 자동차 적용부품, 가전제품, 또는 식품용기 등에 널리 사용되는 소재이며, 단량체의 종류에 따라 크게 프로필렌 단독 공중합체, α-올레핀-프로필렌 공중합체 및 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체로 구분된다. 이 중에서 프로필렌 단독 공중합체, α-올레핀-프로필렌 공중합체가 비탄산 음료의 캡 소재용으로는 적용되고 있다. Accordingly, the development of bottle cap materials using plastics that can replace metals is being actively carried out. In particular, the processability, mechanical properties, appearance, durability and economy are excellent, and technologies using polyolefin-based resins suitable for recycling are actively developed. It is becoming. Among them, polypropylene resin is excellent in formability and chemical resistance and has excellent mechanical properties for the price. Therefore, it is widely used in automobile application parts, home appliances, or food containers. -Olefin-propylene copolymers and propylene-ethylene random copolymers. Of these, propylene homopolymers and α-olefin-propylene copolymers are applied for cap materials of non-acidic beverages.
특히, 비탄산 음료가 아닌 탄산음료용과 과즙용기용 캡 소재의 경우에는 내압성, 강성 및 내열성이 우수해야 하고 제조 공정에서 금형내에서 설분 발생에 따른 생산성 저하를 방지할 수 있도록 우수한 내마모성이 확보되어야 한다. In particular, cap materials for carbonated beverages and juice containers other than non-carbonated beverages must be excellent in pressure resistance, rigidity and heat resistance, and must have excellent wear resistance to prevent productivity degradation due to snow generation in the mold during the manufacturing process. .
그러나, 기존과 같이 단순히 폴리프로필렌 단독 중합체이나 α-올레핀-프로필렌 공중합체를 사용하여서는 탄산음료용과 과즙용기용 캡 소재를 제조하기에 충분한 강성이나 내마모성 등의 물성을 달성할 수 없다. However, simply using a polypropylene homopolymer or an α-olefin-propylene copolymer as in the past cannot achieve sufficient physical properties such as rigidity and abrasion resistance to produce a cap material for a carbonated beverage and a juice container.
따라서, 탄산음료용과 과즙용기용 캡 소재용으로 사용 가능할 정도로 향상된 강성 및 내마모성 등의 물성을 확보할 수 있는 폴리프로필렌 수지 조성물 개발에 대한 연구가 필요하다. Therefore, there is a need for a study on the development of a polypropylene resin composition that can secure physical properties such as stiffness and wear resistance improved enough to be used for cap materials for carbonated beverages and juice containers.
본 발명의 목적은 강성 및 내마모성이 우수한 플라스틱 캡용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a polypropylene resin composition for plastic caps excellent in rigidity and wear resistance.
본 발명의 또다른 목적은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물을 포함하는 성형품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a molded article comprising the polypropylene resin composition.
본 발명은 (A) 아이소택틱 지수(I.I, Isotactic Index)가 97% 이상인 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체, 및 (B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.The present invention provides a polypropylene resin composition comprising (A) a highly crystalline α-olefin-propylene copolymer having an Isotactic Index (II) of 97% or more, and (B) a high melt strength polypropylene resin. .
본 발명은 또한, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.The present invention also provides a molded article prepared from the polypropylene resin composition.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 기존의 폴리프로필렌 조성물에서 탄산음료용과 과즙용기용 캡 제조용으로 충분할 물성을 확보할 수 없었던 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체와 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 효과적으로 혼합하여 우수한 강성 및 내마모성을 확보할 수 있으며, 이로부터 제조되는 플라스틱 캡의 성형성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. The present invention is to solve the problem that the physical properties could not be secured sufficient for the production of caps for carbonated beverages and juice containers in the existing polypropylene composition, effectively the high crystalline α-olefin-propylene copolymer and high melt strength polypropylene resin By mixing it can ensure excellent rigidity and wear resistance, it is characterized in that the moldability of the plastic cap manufactured therefrom can be improved.
특히, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 (A) 아이소택틱 지수(I.I, Isotactic Index)가 97% 이상인 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체, 및 (B) 고 용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함하는 것이 될 수 있다. In particular, the polypropylene resin composition of the present invention comprises (A) a high crystalline α-olefin-propylene copolymer having an isotactic index (II) of 97% or more, and (B) a high melt tension polypropylene resin. Can be
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물에 대한 각각의 구성 성분을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the respective components of the polypropylene resin composition of the present invention will be described in more detail.
(A) 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체(A) Highly crystalline α-olefin-propylene copolymer
고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체는 아이소택틱 지수(I.I, Isotactic Index)가 97% 이상, 바람직하게는 99% 이상인 것을 특징으로 하며, 이러한 높은 입체규칙성을 가짐으로써 강성, 내압성, 및 내열성이 우수한 성형품을 제조할 수 있다. 특히, 일반 폴리프로필렌은 97% 미만 또는 95% 내지 96%의 I.I(Isotactic Index)값을 가지나, 본 발명의 고결정성 폴리프로필렌 경우에는 97% 이상의 아이소택틱 지수(I.I)값을 가짐으로써, 기존 촉매품 대비 강성을 향상시키고 결정화 온도를 높여 생산성을 향상시킬 수 있다.The highly crystalline α-olefin-propylene copolymer has an isotactic index (II) of at least 97%, preferably at least 99%, and has such high stereoregularity, thereby providing rigidity, pressure resistance, and heat resistance. This excellent molded article can be produced. In particular, general polypropylene has an II (Isotactic Index) value of less than 97% or 95% to 96%, but the high crystalline polypropylene of the present invention has an isotactic index (II) value of 97% or more, Productivity can be improved by increasing rigidity and increasing crystallization temperature compared to catalyst products.
고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체는 특정한 공정을 통해 제조된 것에 한정되지 않으며, 예를 들어, 중합 반응기에 프로필렌을 넣고 트리에틸 알루미늄, 고결정성을 부여하는 프탈레이트 촉매, 및 실레인계 전자 공여자를 주입하고 65~75℃의 반응온도 및 32~34 기압 하에서 슬러리 벌크 중합을 실시하여 고결정성 폴리프로필렌 단독 중합체를 제조한 후 에틸렌과 공중합 반응을 수행하는 공정 등을 통해 제조될 수 있다. The high crystalline α-olefin-propylene copolymer is not limited to one prepared through a specific process, for example, by injecting propylene into a polymerization reactor and injecting triethyl aluminum, a phthalate catalyst imparting high crystallinity, and a silane-based electron donor And a slurry bulk polymerization is carried out at a reaction temperature of 65 ~ 75 ℃ and 32 ~ 34 atm to prepare a high crystalline polypropylene homopolymer, and may be prepared through a process such as performing a copolymerization reaction with ethylene.
이 때, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체에서 아이소택틱 지수(I.I)는 폴리프로필렌 단독 중합체의 아이소택틱 지수(I.I)와 대응하여 형성될 수도 있다. At this time, the isotactic index (I.I) in the high crystalline α-olefin-propylene copolymer may be formed corresponding to the isotactic index (I.I) of the polypropylene homopolymer.
상기 α-올레핀-프로필렌 공중합체의 α-올레핀 함량은 4 내지 8 중량%가 바 람직하고, 5 내지 7 중량%가 보다 바람직하다. α-올레핀 함량은 충격강도 저하 및 성형 후 제품의 균열 발생을 방지할 수 있도록 4 중량% 이상이 바람직하고, 우수한 충격강도와 함께 향상된 강성 및 내열성을 확보할 수 있도록 8 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하다. The amount of the α-olefin of the α-olefin-propylene copolymer is preferably 4 to 8% by weight, more preferably 5 to 7% by weight. The α-olefin content is preferably 4% by weight or more to reduce impact strength and prevent cracking of the product after molding, and to use 8% by weight or less to secure improved rigidity and heat resistance along with excellent impact strength. desirable.
또한, 상기 α-올레핀-프로필렌 공중합체 수지의 용융지수는 2 내지 10 g/10min이 될 수 있으며, 용도에 따라, 즉, 적용하게 될 압출 성형기에 따라 바람직하게는 2내지 3 g/10min 또는 6 내지 8 g/10min가 될 수 있다. 다만, 상기 용융지수가 2 g/10min 미만인 경우에는 제품의 성형성 및 생산성이 나빠질 수 있으며, 용융지수가 10 g/10min을 초과하면 제품의 압출 공정에서 용융강도가 떨어져 일정한 패리슨 형성이 균일하지 않아 불량률이 증가할 수 있다. In addition, the melt index of the α-olefin-propylene copolymer resin may be 2 to 10 g / 10 min, and preferably 2 to 3 g / 10 min or 6 depending on the application, that is, depending on the extrusion molding machine to be applied. To 8 g / 10 min. However, when the melt index is less than 2 g / 10min, the moldability and productivity of the product may deteriorate. When the melt index exceeds 10 g / 10min, the melt strength in the extrusion process of the product is not uniform uniform parison formation The failure rate may increase.
상기 α-올레핀-프로필렌 공중합체의 함량은 전체 수지 조성물에 대하여 70 내지 95 중량%, 바람직하게는 80 내지 90 중량%가 될 수 있다. 상기 α-올레핀-프로필렌 공중합체의 함량은 제조된 수지의 흐름성 향상 및 가공성 개선 측면에서 70 중량% 이상이 바람직하고, 내마모성 및 용융장력 개선 효과 측면에서 95 중량% 이하가 바람직하다. The content of the α-olefin-propylene copolymer may be 70 to 95% by weight, preferably 80 to 90% by weight based on the total resin composition. The content of the α-olefin-propylene copolymer is preferably 70% by weight or more in terms of improving flowability and processability of the prepared resin, and 95% by weight or less in terms of improving wear resistance and melt tension.
(B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지(B) high melt strength polypropylene resin
본 발명의 폴리프로필렌 조성물은 상기 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체와 함께 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함함으로써, 강성, 내압성, 및 내열성이 우수한 성형품을 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다. The polypropylene composition of the present invention is characterized by being able to produce a molded article excellent in rigidity, pressure resistance, and heat resistance by including a high melt strength polypropylene resin together with the high crystalline α-olefin-propylene copolymer.
본 발명에서 고용융장력 폴리프로필렌 수지라 함은 용융장력의 효과를 얻기에 충분한 물성값의 연신후화도(SHI, Strain Hardening Index)를 갖는 수지로서, 예를 들면 연신후화도가 30 이상이고, 바람직하게는 60 이상의 물성값을 갖는 것을 말한다. In the present invention, the high melt strength polypropylene resin is a resin having a strain hardening index (SHI) of a physical property value sufficient to obtain the effect of melt tension, for example, a stretch hardening degree of 30 or more, preferably Means having a property value of 60 or more.
일반적으로 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 수지는 인장강도, 굴곡강도 등 물성도 비교적 우수하여 다양한 용도로 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리프로필렌 사슬의 선형 구조 특성상 용융시 용융장력이 온도 상승에 따라 급격하게 떨어지는 경향을 보인다.In general, polypropylene (PP, polypropylene) resin is widely used in various applications because it is relatively excellent in physical properties such as tensile strength, flexural strength. However, due to the linear structure of the polypropylene chain, the melt tension during melting tends to drop sharply with increasing temperature.
이에 따라, 본 발명의 고용융장력 폴리프로필렌 수지는 유기 과산화물을 이용하여 단일 폴리프로필렌 만으로 압출한 경우보다 고분자량 폴리프로필렌와 저분자량 폴리프로필렌을 적절히 혼합하여 압출 후 분자량 분포가 넓어져 용융 장력을 증가시킨 것이 될 수 있다. 이다. 이 때, 반감기가 아주 짧은 유기 과산화물을 첨가하여 폴리프로필렌을 분해시키지 않고 장측쇄 구조 및 가교 구조를 생성하여 강성 및 내마모성을 더욱 향상시킬 수도 있다. Accordingly, the high melt strength polypropylene resin of the present invention has a higher molecular weight distribution after extrusion to increase melt tension by appropriately mixing high molecular weight polypropylene and low molecular weight polypropylene than when extruded into a single polypropylene using an organic peroxide. Can be to be. At this time, an organic peroxide having a very short half-life may be added to produce long side chain structures and crosslinked structures without decomposing polypropylene, thereby further improving rigidity and wear resistance.
이같이 종래의 폴리프로필렌 수지보다 향상된 강성 및 내마모성을 갖는 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 α-올레핀-프로필렌 공중합체 수지 내에 효과적으로 블렌딩함으로써, 강성 및 내마모성을 향상시키고 압출 공정시 가공성을 향상시킬 수 있다. By effectively blending the high melt strength polypropylene resin having improved rigidity and wear resistance into the α-olefin-propylene copolymer resin as compared with the conventional polypropylene resin, it is possible to improve rigidity and wear resistance and to improve processability during the extrusion process.
상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 용융지수는 0.3 내지 10 g/10min, 바람직하게는 1 내지 3 g/10min가 될 수 있다. 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 용융지수가 0.3 g/10min 미만인 경우에는 제품 내에 겔 형성이 될 수 있어 생산성이 나빠질 수 있으며, 10 g/10min을 초과하면 제품에서 요구되는 물성을 만족하기 어려울 수 있다.The melt index of the high melt strength polypropylene resin may be 0.3 to 10 g / 10 min, preferably 1 to 3 g / 10 min. When the melt index of the high melt strength polypropylene resin is less than 0.3 g / 10min, gel formation may occur in the product, resulting in poor productivity, and when the melt index of the high melt strength polypropylene resin is less than 10 g / 10min, it may be difficult to satisfy the physical properties required for the product. .
상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 굴곡탄성률이 16,000 kgf/cm2 내지 20,000 kgf/cm2 이고, 바람직하게는 17,000 kgf/cm2 내지 19,000 kgf/cm2 가 될 수 있다. 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 굴곡탄성률이 16,000 kgf/cm2 미만인 경우에는 내열성 및 내마모성이 떨어질 수 있다.The flexural modulus of the high melt strength polypropylene resin is 16,000 kgf / cm 2 to 20,000 kgf / cm 2 , preferably 17,000 kgf / cm 2 to 19,000 kgf / cm 2 . When the flexural modulus of the high melt strength polypropylene resin is less than 16,000 kgf / cm 2 , heat resistance and abrasion resistance may be deteriorated.
상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 함량은 전체 수지 조성물에 대하여 5 내지 30 중량%가 바람직하며, 10 내지 20 중량%가 보다 바람직하다. 상기 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 내마모성 및 용융장력 개선 효과를 얻기 어려울 수 있으며, 30 중량%를 초과하면 수지의 흐름성이 떨어져 가공성이 저하될 수 있다. The content of the high melt strength polypropylene resin is preferably 5 to 30% by weight, more preferably 10 to 20% by weight based on the total resin composition. When the content of the high melt strength polypropylene resin is less than 5% by weight, it may be difficult to obtain the effect of improving wear resistance and melt tension, and when the content exceeds 30% by weight, the flowability of the resin may be lowered and the workability may be lowered.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 상술한 바와 같이 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체와 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 효과적으로 혼합하여 우수한 강성 및 내마모성을 확보할 수 있으며, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체만으로 이루어진 조성물을 사용하는 경우에는 탄산음료용과 과즙용기용 캡 제조용으로 충분할 물성을 확보할 수 없으며, 고용융장력 수지만으로 이루어진 조성물을 사용하는 경우에는 유동성이 떨어져 제품 성형 자체가 어려워지는 문제가 있다. As described above, the polypropylene resin composition of the present invention can effectively mix a high crystalline α-olefin-propylene copolymer and a high melt strength polypropylene resin to ensure excellent rigidity and wear resistance, and to provide high crystalline α-olefin-propylene air. In the case of using a composition composed only of coalescence, sufficient physical properties for the production of caps for carbonated drinks and juice containers cannot be secured, and in the case of using a composition composed of only high melt resin, the fluidity of the product itself becomes difficult. .
한편, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌의 강성, 내열성, 및 결정화 속도를 향상하기 위해 (C) 핵제, 예를 들어, 유기계 핵제 또는 무기계 핵제를 추가적으로 포함할 수 있다. Meanwhile, the polypropylene resin composition of the present invention may further include (C) a nucleating agent, for example, an organic nucleating agent or an inorganic nucleating agent, to improve the rigidity, heat resistance, and crystallization rate of the polypropylene.
상기 핵제로는 솔비톨계 화합물, 인산 에스비르계 화합물 등의 유기계 핵제 및 탈크 등의 무기계 핵제를 1종 이상 선정하여 사용할 수 있다. 이때, 좀더 바람직하게는 인산 에스비르계 화합물을 사용하여 강성을 현저히 향상시키고 결정화 속도를 효과적으로 단축시킬 수 있다. As the nucleating agent, one or more organic nucleating agents such as sorbitol-based compounds and phosphide-based bismuth-based compounds and inorganic nucleating agents such as talc can be selected and used. At this time, more preferably, it is possible to significantly improve the rigidity and effectively reduce the crystallization rate by using a phosphine-based phosphide-based compound.
상기 핵제의 함량은 상기 (A) 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체 및 (B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 총합 100 중량부에 대하여 0.05 내지 0.3 중량부가 바람직하며, 0.05 중량부 미만인 경우에는 충분한 내열성 및 결정화 속도 발현이 떨어지며, 0.3 중량부를 초과하면 추가적인 물성 향상이 보이지 않는다. The content of the nucleating agent is preferably 0.05 to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the (A) highly crystalline α-olefin-propylene copolymer and (B) the high melt strength polypropylene resin, and is sufficient when the content is less than 0.05 parts by weight. The expression of heat resistance and crystallization rate is lowered, and when it exceeds 0.3 parts by weight, no further improvement in physical properties is seen.
본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물은 (A) 아이소택틱 지수(I.I, Isotactic Index)가 97% 이상인 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체 70 내지 95 중량%, 및 (B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지 5 내지 30 중량%를 포함하고, (C) 상기 (A) 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체 및 (B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지의 총합 100 중량부에 대하여, 핵제 0.05 내지 0.3 중량부를 추가로 포함하는 것인 될 수 있다. The polypropylene resin composition of the present invention comprises (A) 70 to 95% by weight of a high crystalline α-olefin-propylene copolymer having an isotactic index (II) of 97% or more, and (B) a high melt strength polypropylene resin. 5 to 30% by weight, and 0.05 to 0.3 parts by weight of nucleating agent is added to 100 parts by weight of the total of (C) the above-mentioned (A) highly crystalline α-olefin-propylene copolymer and (B) the high melt strength polypropylene resin. It can be to include.
또한, 본 발명의 폴리프로필렌 수지 조성물에는 통상적으로 사용되는 중화제, 산화방지제, 대전방지제, 슬립제, 안티블럭킹제, 안료 또는 무기제가 첨가될 수 있다.In addition, a neutralizing agent, an antioxidant, an antistatic agent, a slip agent, an antiblocking agent, a pigment, or an inorganic agent, which are commonly used, may be added to the polypropylene resin composition of the present invention.
한편, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a molded article prepared from the polypropylene resin composition.
상기 조성물로 제조된 성형품은 내열성 및 내마모성이 우수하여 캡을 연속적으로 압출 성형시 발생될 수 있는 설분발생률이 급격히 감소되며, 고온에서 과즙 살균시 캡의 변형을 막을 수 있어 탄산음료용과 과즙용기용 캡 소재로 효과적으로 사용될 수 있다. Molded articles made of the composition has excellent heat resistance and abrasion resistance, the rate of snow formation that can occur during continuous extrusion of the cap is drastically reduced, and can prevent deformation of the cap during sterilization of juice at high temperatures, so that the cap for carbonated drinks and juice containers It can be effectively used as a material.
특히, 본 발명의 성형품은 탄산음료용 또는 과즙용기용 플라스틱 캡이 될 수 있다. In particular, the molded article of the present invention may be a plastic cap for carbonated beverages or juice containers.
본 발명의 성형품은 ASTM 평가법 D790에 따른 굴곡탄성율이 18,000 kgf/cm2 내지 18,100 kgf/cm2 이고, ASTM 평가법 D256에 따른 충격강도가 9.4 kg?cm/cm 내지 9.5 kg?cm/cm 이고, ASTM 평가법 D1175에 따른 TABER지수는 0.096 내지 0.111가 될 수 있다.The molded article of the present invention has a flexural modulus of 18,000 kgf / cm 2 to 18,100 kgf / cm 2 according to ASTM evaluation method D790, and an impact strength of 9.4 kg? Cm / cm to 9.5 kg? Cm / cm according to ASTM evaluation method D256, ASTM The TABER index according to Evaluation Method D1175 may be 0.096 to 0.111.
상기 성형품은 향상된 굴곡탄성율, 충격강도, 및 TABER 지수를 확보하여 우수한 강성 및 내마모성으로 탄산음료용과 과즙용기용 플라스틱 캡 소재로서 효과적으로 사용될 수 있다. The molded article can be effectively used as a plastic cap material for carbonated beverages and juice containers with excellent stiffness and wear resistance by securing improved flexural modulus, impact strength, and TABER index.
본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.In the present invention, matters other than those described above can be added or subtracted as required, and therefore, the present invention is not particularly limited thereto.
본 발명은 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체에 고용융장력 수지를 혼합 하여 사용함으로써, 내열성 및 내마모성이 우수한 플라스틱 캡용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공할 수 있다. The present invention can provide a polypropylene resin composition for plastic caps excellent in heat resistance and abrasion resistance by mixing and using a high crystalline α-olefin-propylene copolymer with a high melt strength resin.
또한, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 압출성형공정 등을 이용하여 내열용 캡, 내압용 캡 제조에 효과적으로 사용될 수 있다.In addition, the polypropylene resin composition according to the present invention can be effectively used in the production of heat-resistant caps, pressure-resistant caps using an extrusion molding process.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
먼저 하기의 실시예 1~2 및 비교예 1~3에서 각각의 공중합체 및 수지, 폴리프로필렌 조성물의 물성 측정방법은 다음과 같다.First, in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3, physical properties of each copolymer, resin, and polypropylene composition are as follows.
1) 용융지수: ASTM 평가법 D1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정하였다. 1) Melt index: measured at 230 ° C. with a 2.16 kg load according to ASTM Evaluation Method D1238.
2) 아이조드(IZOD) 충격강도: ASTM 평가법 D256에 따라 23 ℃, 50% 상대습도에서 눈금(notched) 사출시편을 측정하였다. 2) Izod impact strength: Notched injection specimens were measured at 23 ° C. and 50% relative humidity according to ASTM Evaluation Method D256.
3) 굴곡탄성율: ASTM 평가법 D790에 의거 23 ℃, 50% 상대습도에서 사출시편을 측정하였다.3) Flexural modulus: Injection specimens were measured at 23 ° C. and 50% relative humidity according to ASTM Evaluation Method D790.
4) 열변형온도: ASTM 평가법 D648에 의거 4.6 kg.f 하중에서 사출시편을 측정하였다.4) Heat Deflection Temperature: Injection specimens were measured at 4.6 kg.f load according to ASTM Evaluation Method D648.
5) 결정화 온도: DSC 장비를 이용하여 승온속도를 10 ℃/min로 하여 측정하였다.5) Crystallization temperature: The temperature rising rate was measured by using a DSC equipment at 10 ℃ / min.
6) 내마모성 평가: 시료를 규정 연마석에 의하여 일정한 하중(1,000 g)을 준 상태에서 회전(1,000 회)시켜 시료의 중량 감량을 통해 마모도를 측정하여, 하기 계산식 1에 따라 TABER 지수를 산측하였다.6) Abrasion resistance evaluation: The sample was rotated (1,000 times) while a predetermined load (1,000 g) was applied by a prescribed abrasive stone to measure abrasion through weight loss of the sample, and the TABER index was calculated according to the following Equation 1.
장비 표준규격은 JIS A 1453, K 6902, K 7204, ASTM D 1175, D 1044를 근거로 제작되고, 상기 평가 기준에 따라 측정되었다.The equipment standard was made based on JIS A 1453, K 6902, K 7204, ASTM D 1175, D 1044, and measured according to the above evaluation criteria.
[계산식 1][Calculation 1]
TABER 지수 = (표준 회전수)/(시험 회전수) × 손실무게(mg)TABER index = (standard speed) / (test speed) × loss weight (mg)
제조예Manufacturing example : : 고결정성High crystallinity α-올레핀-프로필렌 공중합체의 제조 Preparation of α-olefin-propylene copolymer
중합 반응기에 프로필렌을 넣고 트리에틸 알루미늄, 고결정성을 부여하는 프탈레이트 촉매, 및 실레인계 전자 공여자를 주입하고 65~75 ℃의 반응온도 및 32~34기압 하에서 슬러리 벌크 중합을 실시하여 아이소택틱 지수 99%인 고결정성 폴리프로필렌 단독 중합체를 제조한 후 에틸렌과 공중합 반응을 시켜 α-올레핀 함량이 6 중량%인 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체를 제조하였고 수소에 의해 용융지수를 8.0 g/10min으로 조절하였다.Propylene was added to the polymerization reactor, triethylaluminum, a phthalate catalyst imparting high crystallinity, and a silane-based electron donor were injected, and the slurry bulk polymerization was carried out at a reaction temperature of 65 to 75 ° C. and 32 to 34 atmospheres to obtain isotactic index 99. A high crystalline polypropylene homopolymer (%) was prepared, followed by copolymerization with ethylene to prepare a high crystalline α-olefin-propylene copolymer having an α-olefin content of 6% by weight, and the melt index was 8.0 g / 10min with hydrogen. Adjusted.
실시예Example 1~2 1-2
하기 표1에서와 같이, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체 A 및 고용융장력 폴리프로필렌 수지 B1의 조성 및 함량비를 달리하며 혼합하여 폴리프로필렌 조 성물을 제조한 후에, 인산 에스비르계 화합물(제조사: ADEKA)을 전체 조성물 100 중량부에 대하여 0.2 중량부의 함량으로 추가하고, 핸셀 믹서에서 3분간 혼합한 후 170~220 ℃의 이축 압출기로 압출하여 펠렛상의 폴리프로필렌 수지 조성물의 얻었다. As shown in Table 1, after mixing the high crystalline α-olefin-propylene copolymer A and the high melt strength polypropylene resin B1 with different compositions and content ratios to prepare a polypropylene composition, the phosphate phosphide-based compound ( Manufacturer: ADEKA) was added in an amount of 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the total composition, mixed for 3 minutes in a Hansel mixer, and extruded by a twin screw extruder at 170 to 220 ° C. to obtain a pellet-like polypropylene resin composition.
비교예Comparative example 1~3 1-3
다음 표 3에 나타낸 바와 같은 조성으로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1~2와 동일한 방법으로 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다. A polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Examples 1 and 2, except that the composition was performed as shown in Table 3 below.
(중량%)A
(weight%)
(중량%)B1
(weight%)
(중량%)B2
(weight%)
(중량%)B3
(weight%)
(중량부)C
(Parts by weight)
B1: 고용융장력 폴리프로필렌 수지(연신후화도 66, 용융지수 1.8 g/10min, 굴곡탄성률 18,000 kgf/cm2)
B2: 폴리프로필렌 단독 중합체(용융지수 1.0 g/10min, 아이소택틱 지수 95%
B3: α-올레핀-프로필렌 공중합체(용융지수1.8 g/10min, α-올레핀 함량 6 중량%, 아이소택틱 지수 95%
C: 유기계 핵제(인산 에스비르계 화합물)A: highly crystalline α-olefin-propylene copolymer (melt index 8.0 g / 10min (230 ° C., 2.16 kg load), α-olefin content 6 wt%, isotactic index 99%
B1: high melt strength polypropylene resin (stretching degree 66, melt index 1.8 g / 10min, flexural modulus 18,000 kgf / cm 2 )
B2: polypropylene homopolymer (melt index 1.0 g / 10 min, isotactic index 95%
B3: α-olefin-propylene copolymer (melt index 1.8 g / 10min, α-olefin content 6 wt%, isotactic index 95%
C: organic type nucleating agent (phosphoric acid svir type compound)
실험예Experimental Example
실시예 1~2 및 비교예 1~3에 따라 제조된 펠렛상의 폴리프로필렌 수지 조성물을 LS 전선 140톤 성형사출기로 사출하여 탄산음료용 또는 과즙용기용 플라스틱 캡 소재의 물성 측정 시편을 제조하였으며, 내마모성 시편은 프레스 성형기로 제조하였다. The pelletized polypropylene resin composition prepared according to Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 was injected into an LS electric wire 140 ton molding machine to prepare a test piece for measuring physical properties of a plastic cap material for carbonated beverages or juice containers. Specimens were made with a press molding machine.
이렇게 제조된 각각의 시편에 대하여 상술한 바와 같은 방법으로 물성을 측정하고, 그의 측정결과를 하기 표 2에 나타내었다. For each specimen thus prepared, the physical properties were measured in the same manner as described above, and the measurement results thereof are shown in Table 2 below.
(g/10min)Melt Index
(g / 10 min)
(kg.f/cm2)Flexural modulus
(kg.f / cm 2 )
충격강도
(kg?cm/cm)Izod
Impact strength
(kg? cm / cm)
(℃)Crystallization temperature
(℃)
(sec)Crystallization time
(sec)
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 (A) 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체와 (B) 고용융장력 폴리프로필렌 수지를 포함하는 실시예 1~2의 폴리프로필렌 조성물은 굴곡탄성률이 18,000 kgf/cm2 내지 18,100 kgf/cm2 이고 충격강도가 9.4 kg?cm/cm 내지 9.5 kg?cm/cm으로 향상된 강성 및 충격강도를 나타내는 것이다.As shown in Table 2, the polypropylene compositions of Examples 1 to 2 comprising (A) a highly crystalline α-olefin-propylene copolymer and (B) a high melt strength polypropylene resin according to the present invention have a flexural modulus. 18,000 kgf / cm 2 to 18,100 kgf / cm 2 and the impact strength is from 9.4 kg cm / cm / cm to 9.5 kg cm / cm showing improved stiffness and impact strength.
반면에, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체만으로 이루어진 비교예 1~3은 실시예 1~2에 비해, 강성은 유사하게 유지하지만 충격강도가 8.9 kg?cm/cm 내지 9.0 kg?cm/cm 정도로 현저히 떨어지는 것을 알 수 있다. 이렇게 충격강도가 떨어지는 경우, 최종 제조된 성형 제품에 크랙(crack) 등이 발생하여 탄산음료용과 과즙용기용 플라스틱 캡 소재로서 기밀성 유지 자체가 어려울 수 있다. On the other hand, Comparative Examples 1 to 3, which consist of only a high crystalline α-olefin-propylene copolymer, retained similar stiffness as compared with Examples 1 to 2, but the impact strength was from 8.9 kg? Cm / cm to 9.0 kg? Cm / cm. It can be seen that the fall significantly. When the impact strength is lowered, cracks may occur in the final manufactured molded product, and thus it may be difficult to maintain airtightness as a plastic cap material for carbonated beverages and juice containers.
한편, 실시예 1~2의 폴리프로필렌 조성물은 결정화 시간이 84.1 sec 내지 84.6 sec가 되며, 비교예 1~3에 따른 조성물의 결정화 시간이 91.4 내지 93.1임에 비해 현저히 단축되어, 실제 제조 공정에서 우수한 현저한 생산성 향상을 달성할 수 있음을 알 수 있다. On the other hand, the polypropylene composition of Examples 1 to 2 has a crystallization time of 84.1 sec to 84.6 sec, significantly shorter than the crystallization time of the composition according to Comparative Examples 1 to 3 is 91.4 to 93.1, excellent in the actual manufacturing process It can be seen that significant productivity gains can be achieved.
또한, 내마모성 측정 결과에서도 실시예 1~2에 대한 TABER지수는 0.096 내지 0.111로서, 비교예 1~3 관련 TABER 지수가 0.105 내지 0.145임에 비해 매우 우수한 내마모성을 갖는 것을 알 수 있다. 비교예 1~3에서와 같이 내마모성이 현저히 떨어지는 경우에, 연속적인 캡 성형 시 금형 내에 설분 발생 가능성이 높아 생산성 저하를 발생시키는 문제점이 있다.In addition, even in the measurement of wear resistance, the TABER index for Examples 1 to 2 is 0.096 to 0.111, and it can be seen that the TABER index related to Comparative Examples 1 to 3 has very good wear resistance compared to 0.105 to 0.145. In the case where the wear resistance is remarkably inferior as in Comparative Examples 1 to 3, there is a problem in that productivity is likely to occur due to the high possibility of generating snow powder in the mold during continuous cap molding.
이상과 같이, 고결정성 α-올레핀-프로필렌 공중합체에 고용융장력 수지를 효과적으로 블렌딩한 수지가 강성이 유지되고 충격강도가 개선되며 내마모성이 현저히 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 이와 함께 결정화 속도가 빨라짐으로써 현저한 생산성 향상이 가능해질 수 있음을 알 수 있다.As described above, it was confirmed that the resin which effectively blended the high crystalline α-olefin-propylene copolymer with the high melt resin was maintained the stiffness, the impact strength is improved, and the wear resistance is remarkably improved. It can be seen that significant productivity improvements can be made.
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